粒度检测综述

颗粒粒度检测(jiǎncè)方法研究测试计量(jìliàng)技术及仪器共十一页研究(yánjiū)目的

在工程建设中，混凝土是建筑用的主要材料。混凝土分为天然砂和机制砂两种，迄今为止天然砂占了大半。为保护有限河砂资源，避免过度开采、滥采，避免影响生态以及江河防洪堤、航运和桥梁使用(shǐyòng)安全，向相关政府、单位、科研院校等发出了有必要通过推广应用机制砂解决建设工程用砂量问题的通知，其内容还包含了要加强机制砂生产和应用过程的质量管控，确保工程质量安全。共十一页研究(yánjiū)目的确保机制砂的粒径分布(fēnbù)满足国际标准是保证混凝土质量的重要指标，确定适用于水泥混凝土用机制砂颗粒大小和形状的检测方法，对于控制机制砂生产质量、保证机制砂混凝土性能具有重要的经济意义。共十一页颗粒(kēlì)粒度分析方法-筛分法筛分室矿物粒度分析和分级最通用的技术。颗粒大于38μm的颗粒，筛分是最快，最方便的粒度分析方法。它是借助人工或不同的机械振动装置,将颗粒样品通过一系列具有不同筛孔直径的标准筛(即筛系),分离成若干个粒级,再分别称重,然后求得以质量分数表示的颗粒粒度分布。优点：设备简单(jiǎndān)、操作简便、易于实行。缺点：筛分过程中，颗粒有可能破损或断裂，且筛网容易堵塞，使得颗粒检测结果误差较大。此外，含有结合水的颗粒粒度的测量不适宜采用筛分法。因此该方法适用于离线粒度检测方法。References:[1]. 陈成,影响钼粉筛分效率因素的分析.中国钼业,2011.35(3):第48-51页.[2]. 苏光,振动筛筛分效率的试验研究.矿山机械,2011(11):第69-72页.[3]. 刘焕胜与周金环,无振动离心筛分法的试验研究.中国矿业大学学报,1995.24(3):第85-90页.共十一页颗粒(kēlì)粒度分析方法-显微镜法简单的光学显微镜通常适用于测定(cèdìng)大于1μm的颗粒。电子显微镜测定的粒度可小至0.001μm，但成本过高，不能用于人工砂粒度检测。显微镜[3]系统是由显微镜、摄像头、图形采集卡、计算机等部分组成。它的基本工作原理:是将显微镜放大后的颗粒图像通过CCD摄像头和图形采集卡传输到计算机中，由计算机对这些图像进行边缘识别等处理，计算出每个颗粒的投影面积，根据等效投影面积原理得出每个颗粒的粒径，再统计出所设定的粒径区间的颗粒的数量，就可以得到粒度分布了。优点：唯一可以观察和测量单个颗粒的方法，是测量粒度的最基本方法。标定其他方法。缺点：显微镜法测量的样品量极少，取样和制样时，要保证样品有充分的代表性和良好的分散性。References:[4]. G.,C.S.,V.R.与李松仁,粒度分析述评.国外金属矿选矿,1983(05):第24-40页.[5]倪寿亮,粒度分析方法及应用.广东化工,2011.38(2):第223-224页.共十一页颗粒(kēlì)粒度分析方法-沉积法沉降法是七、八十年代用的最多的粒度分析(fēnxī)技术,相应的商用仪器也有许多,如美国的Micromesitics公司的SEDIGRAPH5100粒度仪,日本岛津科学制作所的SA-CPS粒度仪。沉降法的基础是斯托克斯定律：球形颗粒在粘滞液体中受重力作用自由沉降时，沉降速度v是一常数，它与克里直径D有如下关系：式中η是液体介质的粘度，ρ和ρ‘分别是试样和液体的比重。沉降法中粒度的定义式：如果某个颗粒与一球形颗粒具有相同的沉降速度，即认为该颗粒的粒度等于球形颗粒的直径。缺点：当颗粒较大时，下沉较快，不满足stokes定律成立要求的层流条件。References:[6]. 彭进强,粒度测量:激光法与沉降法,in94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议1994:中国北京.第4页.[7]胡松青,李琳与等,现代颗粒粒度测量技术.现代化工,2002.22(1):第58-61页.[8]郭永彩,高潮与等,微细颗粒粒度分析方法与测试技术.重庆大学学报：自然科学版,2000.23(5):第100-103页共十一页颗粒(kēlì)粒度分析方法-激光粒度法成熟的光散射理论主要有夫朗和费衍射理论、菲涅耳衍射理论、米散射理论和瑞利散射理论等。激光粒度分析法是目前重要的材料粒度分析方法。激光粒度分析仪利用激光照射适当分散颗粒所产生衍射与散射现象与衍射原理，仪器用一个特殊制作的大规模集成电路探测器，从颗粒衍射环中取出衍射光能讯息。优点：静态激光光散射法主要测定微米级颗粒，测量范围一般在0.5~300μm，获得的是等效球体积分布，测量准确，速度快，代表性强，重复性好，适合混合物料的测量。可以测试干粉样品(yàngpǐn)，也可以测量混合粉、乳浊液和雾滴等。缺点:需要样品分散系统，不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较低。References:[9].冉敬,杜谷与潘忠习,沉积物粒度分析方法的比较.岩矿测试,2011.30(6):第669-676页[10]牛占等,筛法／激光粒度仪法接序测定全样泥沙级配的调整处理.水文,2006.26(1):第72-75页.共十一页颗粒(kēlì)粒度分析方法-超声波法当超声波在均匀悬浮液中传播时，如矿浆，其振幅随被测物中固体量的多少及粒子大小变化而变化，只要检测出超声波穿过被测物时的衰减量就可以知道被测物的粒度和浓度。当被测物中粒子很小时，粘滞吸收衰减起主要作用，当颗粒变大时，散射衰减起主要作用.目前,在选矿中应用最为广泛的在线粒度分析仪是美国的Autometrics公司以PSM(ParticleSizeMeasurement)为代号的超声波矿浆粒度分析仪.缺点(quēdiǎn)：超声波颗粒度在线分析仪对工作环境和传感器要求很高，例如对于矿浆，对温度、磁性和混杂的气泡比较敏感，因此在测量前对矿浆要进行预处理；它还要求传感器具有全密封、高透声、耐磨损和耐腐蚀的性能；超声波探头装置需要要依据被测矿物类别给定，并且装置需要经常的标定，给维护带来困难。References:[11].何桂春,毛益平与倪文,超声波技术在选矿中的应用.金属矿山,2003(12):第40-43页.共十一页颗粒(kēlì)粒度分析方法-电感应法将被测粉体分散在电解质溶液中，在该导电液中置一开小孔的隔板，并将两个电极分别于小孔两侧插入导电液中。在压差作用下，颗粒随导电液逐个(zhúgè)通过小孔。每个颗粒通过小孔时产生的电阻变化表现为与颗粒体积或直径成正比的电压脉冲。缺点：由于元器件精密维护工作量大、当被测颗粒的范围大时，堵塞小孔。References:[4]. G.,C.S.,V.R.与李松仁,粒度分析述评.国外金属矿选矿,1983(05):第24-40页.[5]倪寿亮,粒度分析方法及应用.广东化工,2011.38(2):第223-224页.共十一页放映(fàngyìng)结束以上是部分